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1油气勘探开发-石油知识

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油气 勘探 开发 石油 知识
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刘占锋胜利油田高级人才培训中心、党校刘占锋单位:胜利油田高级人才培训中心 、党校职称与学位:副教授 硕士专业及主攻方向:油气地质 油气工程联系电话: 13963375756电子信箱: 石油工业从寻找石油到利用石油,大致要经过四个主要环节:• 寻找 石油勘探• 开采 油田开发• 输送 油气集输• 加工 石油炼制讲课提纲•油气地质知识•油气勘探•油气开发•油气集输油气地质知识• 石油知识• 石油的生成• 储集层与盖层• 油气运移• 圈闭与油气藏石油石油 是地下岩石中生成的并保存在地下岩石孔隙中的液态的、以碳氢化合物为主要成份的可燃性矿产。从地下采出来的石油,没有经过加工提炼成各种产品以前通称为 原油 。石油的元素组成利用石油的不同沸点,加热蒸馏,得石油的馏分。馏 分轻 馏 分 中馏分 重 馏 分石油气汽油 煤油 柴油 重瓦斯油润滑油渣油切割温度/℃530石油的馏分原油粘度的变化范围很大,依据地层原油粘度的高低,可将原油划分为 4类:稀油:小于 50s;普通稠油: 50~ 10000s;特稠油: 10000~ 50000s;超稠油:大于 50000s。石油的粘度油气当量原油的“发热量”就意味着它是重要的能源。1 103103气体) ≈ 1 液体)1 1120庆深气田位于大庆油田地下深层火山岩中,2006年已探明天然气储量 1000亿 成为继塔里木盆地、柴达木盆地、陕甘宁盆地和川渝盆地后的我国第五大天然气田。• 胜利油田年产天然气 8亿 油物质油气起源于有机质即生物物质。但并非所有生物物质都能够形成油气,只有通过沉积作用进入沉积物中并 被埋藏下来的有机质 ,即沉积有机质,才有可能在 一定条件下 生成石油。生油物质在生物种类上,一般认为低等生物是主要的生油物质 , 这是因为:①低等生物繁殖力强,数量多;②低等生物多为水生生物,死亡后沉入水底,容易保存;③低等生物在地质史上出现早,分布的时间长、层位广;④低等生物体中富含脂肪和蛋白质,这两类物质是生物体中最容易向石油转化的生化成分。生油条件有机质向油气转化是一个复杂的过程。在这个转化过程中,细菌作用、 温度 、压力、 催化剂 等是重要的物理化学条件。天然气烃源岩已经 生成 并 排出足够量 烃类的岩石称为烃源岩。包括油源岩、气源岩。此,有机质的含量是评价烃源岩的首要指标。国内外常用有机碳含量作为有机质丰度的评价指标。一般认为,烃源岩的有机碳质量分数下限值对于泥质岩可定为 对于碳酸盐岩可定为 生烃潜力、产物的类型及性质也不同,生油门限和生烃过程也有一定差别。。岩石中有机质的类型:① Ⅰ 型有机质。 由水生藻类形成,生烃潜能最大,也称腐泥型有机质。② Ⅱ 型有机质。 混合型有机质形成,其生油潜力较高。③ Ⅲ 型有机质。 由高等陆源植物形成,生油潜力较小,一定条件下可形成丰富的天然气。机质在达到或超过温度和时间相互作用的门限时,才能生成烃类,达到的温度和经历的时间不同,所生成的产物也不同。常用的成熟度评价指标有镜质体反射率和有机质颜色。油气形成阶段 镜质体反射率 R。 /% 有机质颜色 主要产物生物化学生气 2. 0 黑 色 干 气常用的成熟度评价指标我们经常听到“油湖”和“油海”的说法,容易联想到石油就象湖泊和海洋一样在地下分布着,甚至会担心,深怕我国边境油田的石油会流到外国去。其实,这是夸张的比喻带给人们的错觉,实际情况并不是这样。储集层- 石油在地下流动和储存的空间石油的储集层石油是储存在岩石的孔隙、洞穴和裂缝之中。 凡是具有孔、洞、缝,液体又可以在其中流动的岩石,就叫做储集层。 石油就是在储集层中储集和流动的。石油的储集层• 衡量储集层的优劣主要用孔隙度和渗透率两个参数。孔隙度的数值大,表明储藏油的空间大、可以容纳较多的石油。渗透率的数值高,则表示孔隙、缝洞之间的连通性好,石油容易流动,容易采出来,可以获得较高的产量。储层类型划分标准储层类别 储层类型名称 孔隙度 % 渗透率 10特高孔渗储层 > 30 > 2000Ⅱ 高孔渗储层 30~ 25 2000~ 1500Ⅲ 中等孔渗储层 25~ 15 500~ 100Ⅳ 低孔渗储层 15~ 10 100~ 10Ⅴ 特低孔渗储层 < 10 < 10油气的盖层在储集层的上方有一套致密的、不渗透的地层叫做盖层。盖层把储集层中的油气保护起来,不使储集层中的油气逸散掉 。适合做盖层的岩石有页岩、泥岩、盐岩、石膏等。致密的泥灰岩和石灰岩有时也可以充作盖层 。石油和天然气的运移-- 会搬运的矿藏一般的固体矿藏,如铁矿或煤矿,它们在哪里形成,就可以在哪里找到,而石油和天然气与众不同,在地下是可以流动的。如果把石油的诞生地称为石油的“故乡”,那么,找到油田的地方就是它的“归宿地”。石油这种离开“故乡”出走,而去“归宿地”落户的特征就是油气的运移。储集层储集层圈闭与油藏做一个简单的物理实验:将一个装满水的玻璃杯子倒扣在盛水的盆中,从下方的杯口处通一根橡皮管,从管中向杯内吹入气体或注入一种油品,油或气就会进入杯中的最高部位而把水排出杯外。这个实验说明杯子起了地质圈闭作用,把油气集中起来并使它不再向外逸散。圈闭在地下,凡是能阻止石油或天然气在储集层中继续流动,并将其聚集起来的空间场所称为圈闭。储集层、盖层和遮挡物是组成圈闭的重要条件,通称圈闭组成的三要素。遮挡物 :从各个方面阻止油气继续运移的不渗透的封闭条件。遮挡物可以是封闭的断层、非渗透的不整合面、储集层上倾方向的非渗透层、盖层本身的弯曲变形,在适合的条件下水动力也可成为遮挡条件。圈闭的类型1、构造圈闭地壳运动使地层发生褶皱、断裂,当条件具备时形成的圈闭称为构造圈闭。 背斜圈闭在背斜构造中,由储集层、盖层和弯曲的不渗透层作为遮挡物形成的圈闭。 断层圈闭:以不渗透的断层面为遮挡物所形成的圈闭。断层面2、地层圈闭地壳升降运动引起的海进、海退、沉积间断、风化剥蚀等形成的超覆不整合、侵蚀角度不整合、平行不整合,其上部为不渗透地层覆盖形成的圈闭,称为地层圈闭。地层不整合构造:储集层在不整合面之下,盖层在不整合面之上,两者之间有不整合面的圈闭。不整合面地层不整合构造( B、C、 D、 E)地层超覆圈闭:在单斜地带以超覆沉积为主与地层不整合面所组成的圈闭。3、岩性圈闭在沉积盆地中,由于沉积条件的差异,造成储集层在横向上发生岩性变化,并为不渗透岩层遮挡时形成的圈闭,称为岩性圈闭透镜体圈闭:透镜状的渗透岩体被四周不渗透的岩性所封闭形成的圈闭。透镜体圈闭砂岩尖灭圈闭地层油气藏岩性油气藏构造油气藏披覆背斜油气藏(孤东) 滚动背斜油气藏(埕北 18)断块油气藏(垦东 53块)断鼻油气藏(桩 11块)岩性上倾油气藏(垦东 25块)地层超覆油气藏(陈 37块)岩性 — 构造油气藏(垦东 18块)岩性透镜体油气藏(孤岛浅层气)油气藏类型油气成藏要素1. 生油气源岩2. 圈闭(储集层、盖层及遮挡物)3. 油气运移4. 油气藏保存条件多分布于潜山披覆构造主体及其周围,形成构造主体的 披覆背斜油藏 、断裂带的 滚动背斜构造油藏 和 断块、断鼻油藏 、斜坡部位的 岩性油藏 、构造 潜山披覆构造带油气藏组合模式埕岛油田潜山披覆构造油藏模式油气藏组合斜坡带油气藏组合模式缓坡构造带主要发育地层油气藏,在地层超覆不整合的背景上,油藏分布受地层、岩性、构造作用控制,是油气在仓储层内横向运移的结果。发育有 地层超覆油藏、岩性油藏、微幅构造油藏、构造 性 油气藏组合油气藏组合岩性体可以单独成藏,也可以和其他因素共同作用成藏,形成 构造 — 岩性油气藏 、 岩性上倾尖灭油气藏 。洼陷带油气藏组合模式油气勘探油气田分布规律• 沉积盆地是油气生成、运移和聚集的基本单元• 生油凹陷控制了油气的聚集和分布地球内圈 —— 地壳、地幔和地核岩石•岩浆岩 •变质岩 •沉积岩岩浆岩岩浆是地下深处的高温熔融体,其成分主要为硅酸盐,富含挥发份。温度 700— 1300℃ ,呈粘稠状地下深处的岩浆通过地壳薄弱地带 (裂隙等 )上升甚至喷出,由于温度、压力降低而固结,形成岩浆岩。变质岩变质岩 是质在地壳发展演化过程中,早期形成的岩石,由于所处的物理化学环境发生变化,而形成新的矿物组合、结构构造的岩石。沉积岩沉积岩:是在地壳表层条件下由母岩风化产物、生物来源的物质、火山物质、宇宙物质等原始物质,经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。机械风化、岩石释重、温度风化、球状风化渤海湾盆地是一前震旦系变质岩为基岩,在古生代稳定古陆基础上被辽东、鲁东、鲁西、燕山及太行山隆起包围发育的中、新生代陆相盆地。 中生代燕山晚期断块运动生成了大面积的济阳坳陷 … 。始新代末期,济阳坳陷内断块运动又形成了沾化凹陷。渤海湾盆地示意图济阳坳陷示意图济阳坳陷系渤海湾盆地南部是一个在中 有典型的北断南超的箕状断陷鲁西隆起区陈家庄凸起义和庄凸起滨县凸起济阳坳陷前第三系顶面构造图济阳坳陷具有多凸多凹的构造格局 , 构造和沉积非常复杂 , 具有 “ 地质大观园 ” 之称 。ⅣⅤ 砂组Ⅲ 砂组Ⅱ 砂组Ⅰ 砂组沾 8 沾 5沾 6系沙河街组Ⅲ 砂组Ⅱ 砂组Ⅰ 砂组馆上段明 化 镇 组缓坡带 洼陷带 中央背斜带 洼陷带 陡坡带陆相断陷盆地分带模式图凸起 凸起构造分带油藏分类济阳坳陷第三系地层格架油气田分布规律• 沉积盆地是油气生成、运移和聚集的基本单元• 生油凹陷控制了油气的聚集和分布松辽盆地主要油气田分布与生烃中心关系图胜利油田勘探形势图凹陷气运移路径寻找盆地 → 生油凹陷→ 圈闭 → 打探井 → 油田一个油田就是这样从大处着眼小处着手,不断缩小范围,最终把它找出来的。因为地下情况复杂,再加上人们的认识能力有限,不一定有百分之百的把握获得成功。预探井的成功率能达到 30%以上,其成效就算很不错的了。盆地、凹陷、油气聚集带、圈闭又是怎样找到的呢 ?茫茫大地何处找石油地质储量 表示 原始地层条件 下,在已发现的油气储层有效孔隙中储藏的 油气总体 换算到 地面标准条件 下的油气总量。 可被采出来的那部分储量称为 可采储量。探明储量: 在油气田 评价钻探完成或基本完成后 计算的储量,是在现代技术和经济条件下可供开采并能获得社会经济效益的可靠储量。它是编制油气田开发方案、进行油气田开发建设决策和油气田开发分析与管理的依据。储量• 控制储量 :在某一圈闭内预探井发现 工业油气流 后 , 以建立探明储量为目的 , 在评价钻探过程中钻了少数评价井后所计算的储量 。 其相对误差 ≤50% 。• 预测储量 :在地震详查及其他方法提供的圈闭范围内 , 经预探井钻探获得 油气流 、油气层或油气显示后 , 根据区域地质条件分析和类比预测存在油气藏 , 按容积法估算的储量 。 它是制定评价勘探方案的依据 。•油气储量计算• 容积法计算油气储量计算公式为• N=100 A h Φ o/ —— 原油地质储量, 104t;• A—— 含油面积, h—— 油层平均有效厚度, m;• Φ—— 油层平均有效孔隙度,%;• 油层平均原始含油饱和度,%;• ρo—— 地面原油平均密度, t/ 地层原油平均体积系数。
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